Korrosion und Oberflächenbehandlung

An einem Stahlbauwerk in Meerwasser wird eine Opferanode aus Zink angebracht. Welche Kombination aus Zellspannung und sich auflösendem Metall trifft zu, wenn man eine Zelle unter Standardbedingungen mit den Standardelektrodenpotentialen −0,44 V für Fe²⁺/Fe und −0,76 V für Zn²⁺/Zn annimmt?

  1. Aca. 0,32 V; Zink löst sich auf, und der Stahl wird geschützt
  2. Bca. 0,32 V; der Stahl löst sich auf, und das Zink wird geschützt
  3. Cca. 1,20 V; Zink löst sich auf, und der Stahl wird geschützt
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Lösung: A. ca. 0,32 V; Zink löst sich auf, und der Stahl wird geschützt

Die Zellspannung ergibt sich aus dem Potential der Kathodenseite (edleres Eisen) minus dem der Anodenseite (unedleres Zink): E = −0,44 − (−0,76) = 0,32 V. Das unedlere Zink wird zur Anode und löst sich nach Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ auf; die Elektronen fließen in den Stahl und machen ihn zur Kathode, sodass seine Auflösung unterdrückt wird. Dies ist der kathodische Korrosionsschutz mit Opferanoden (galvanische Anoden); er wird für Schiffsrümpfe, Stahlbauten in Häfen und erdverlegte Rohrleitungen eingesetzt, und da sich die Anoden verbrauchen, werden sie regelmäßig ersetzt. Ca. 1,20 V addiert fälschlich die Beträge der beiden Potentiale. Die Aussage, bei ca. 0,32 V löse sich der Stahl, vertauscht edel und unedel. Die tatsächlichen Potentiale in Meerwasser weichen von den Standardelektrodenpotentialen ab, doch die Beziehung, dass Zink unedler als Stahl ist, bleibt dieselbe.

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